Ringkerngenerator

[arcobär]

Die gesamte Wicklung, d.h. der Generator, hat 0,7 Ohm.

[seb]

Ist ja eine sehr interessante Bauweise.
Könnte man den Spulenring nicht auch flach gestalten, also z.B. eine Art Ringscheibe aus
Sperrholz? Damit wäre die "Rückseite" der Spulenwicklung näher am Magneten und
würde somit mehr WIrkungsgrad bringen?!?!?
Dann könnte man der Magnetscheibe eine zweite mit gegenpoligen Magneten stellen,
wie beim Scheibengenerator.

Würde das was bringen, bin generatortechnisch nicht sehr bewandert.

Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Könnte man den Spulenring nicht auch flach gestalten, also z.B. eine Art Ringscheibe aus
Sperrholz? Damit wäre die "Rückseite" der Spulenwicklung näher am Magneten und
würde somit mehr WIrkungsgrad bringen?!?!?

Nein, wenn beide Spulenstränge von der gleichen Flussrichtung getroffen würden, würden
sich gegensätzliche Spannung aufbauen.
Noch schlimmer wenn dann noch auf beiden Seiten Magneten sitzen würden, dann würde
gar nichts mehr entstehen weil beide Spulenschenkel von der gleichen Flussrichtung
und auch noch in gleicher Stärke getroffen würden.

Der Trick ist ja gerade das die Spule auf einen geblechten Eisenring gewickelt ist.
So wird nur eine Seite vom Fluss getroffen. Zusätzlich entsteht im Eisenring von Magnet zu
Magnet ein magnetischer Fluss, der in der Spule, zusätzlich zu dem direkt vom Fluss getroffenen
Spulenschenkel, eine Spannung innerhalb der Spule erzeugt.
Wie sich die beiden Induktionen "direkte und Spuleninduktion" anteilsmässig das Gesamtergebnis
teilen wäre noch zu klären.

Grüsse

Bernd

[seb]

Aah, schade eigentlich. Du erinnerst dich an die Idee des Trommelgenerators?
Das wäre dann die Lösung gewesen wenn man die Spulen sektorweise auf ein Rohr wickelt.
Aber man könnte ein dickwandiges Eisenrohr nehmen (dicker als ich es gezeichnet habe),
und als Wickelhilfe für die Spulen Vertiefungen in die Stirnseiten des Rohres, wie Zinnen
einer Burgmauer.

Trommelgenerator.jpg (54.9 KiB) 9595-mal betrachtet

...ob es so ginge? Und da drumherum dreht sich eine Trommel mit Magneten auf der Innenseite.
Man hätte auf Grund der Länge eine große Wirkfläche zwischen Magneten und Spule.



Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Ja das ginge sicher, denn es entspricht praktisch genau dem Aufbau des von Uli genannten
Thurner Ringkerngenerators. Der Vorteil der innen liegenden Magnettrommel wäre der, das
sich die Anziehungskräfte zum Eisen hin aufheben, so das die Lagerachse keinem dauerhaften
Druck ausgesetzt ist.

Ein einfaches Eisenrohr würde aber mir grosser Wahrscheinlichkeit hohe Wirbelstromverluste mit
sich bringen. Besser wäre es das Rohr aus vielen, gegeneinander isolierten, Einzelblechen
aufzubauen. Meine persönliche Idee wäre das Rohr aus Eisendraht zu wickeln. Auch das sollte
Wirbelstromverluste minimieren.

Grüsse

Bernd

[arcobär]

Einen Kern aus aufeinander geschichteten isolierten Blechscheiben wird man nicht so einfach bekommen.
Ich hatte mal Kontakt mit einer Firma, die Schnittbandkerne nach Kundenangaben fertigt, aufgenommen.
Machbar sind Kerne bis 1,5 m Durchmesser. Der Preis für einen ca. 20 cm Kern sollte bei ca. 20 € liegen.

Was auch gehen müßte, sind Ferritkerne. Die werden aber auch ab 6 cm Durchmesser recht teuer.

Gruß Uli

[Menelaos]

Hallo zusammen,

Ich hatte hier gestern Nach einen unheimlich langen Beitrag mit vielen Ideen geschrieben. Allerdings habe ich danach noch weiter geforscht und den Beitrag wieder entfernt weil er teilweise flasche Infos enthielt. Hier aber nun noch einige Gedanken die mir zum Thema kommen.

Auch ich denke dass man den Kern möglichst flach und breit halten sollte um zu einen viel Induktion direkt in der Spule zu erzeugen.
Ich habe einige Simulationen mit Femm gemacht. Diese zeigen auch das je kleiner ich die Höhe des Kerns wähle die Flussdichte in diesem enorm ansteigt. Ich habe da Werte bis 2,5 Tesla rauslesen können und war begeistert...eine Weile lang...dann nicht mehr denn:

Nach langem suchen im Netz habe ich verschiedne Forun und Seiten zu Femm gefunden die einige Fehler des Tools aufzeigen. SO geht es stumpf davon aus dass sich die Flussdichte immer schön weiter erhöht je dünner der Kern und jekleiner die MAgnetabstände sind usw.

Der Haken an der Sache ist jedoch dass je nach Eisenart dieses schon bei einer Flussdichte zwischen 1,3 und maximal 1,6 Tesla gesättigt ist. Höher kann sie also nicht ansteigen! Alles was Femm darüber anzeigt bzw. alles was man dann noch an Magnetmasse dem generator hinzufügt kann gar nicht "verarbeitet" werden. Gleiches gilt für die Scheibe auf der die Magnete aufgeklebt sind. auch diese geht in die Sättigung und muss entsrechend stark ausgeführt werden um diesesn Effekt zu vermeiden.

Ich würde daher sagen dass bei bekannten Magnetmaßen und Luftspalt man den Kernso flach auslegen sollte dass eine maximale Flussdichte von 1,5 T nicht überschritten werden sollte.

Ich habe auch nach RIngkerntrafoblechen gesucht und einen Berechnungsansatz gefunden. Auch hier werden die maximalen Flussdichten bis zur Sättigung dargestellt.

Bezugswerte sind dabei 1 und 1,5 Tesla.
siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Eisenverluste

Zur besseren Einordnung hier noch ein Link zu Trafoblechen und deren (Verlust) daten bei einer bestimmten Masse:

http://de.wikipedia.org/wiki/Elektroblech


Ich hatte mir überlegt, den Kern aus eier Ferritpulver-Polyesterharz-mischung herzustellen und damit einen sehr hochohmigen Kern herzustellen der ebenfalls nur sehr kleine Verluste aufweist da die einzelnen Ferritpartikel durch das Harz isoliert werden. Ich habe da Preise von 20 € das Kilo gesehen. Was haltet ihr von der Idee?

Ich möchte hier, da es auf den Bildern von Uli mir etwas macger erscheint (auch nach Femmbetrachtung) nochmals betonen dass auch die Stärke der Eisenscheibe auf dem die Magneten befestigt sind recht dick sein sollte, je dicker desto besser. Das hat deutlich auswirkungen auf die Höhe des Flusses im Kern. SInd die Magnete gar nicht auf "Eisen" geklebt sondern auf ein nicht leitendes Material, sind die Flussdichtewerte im Kern fast um die Hälfte kleiner, man verschenkt also viel.

Auch zum Thema Spulenbreite will ich noch was sagen.
In meinen Simulationen konnte ich klar erkennen, dass das maximum des Flusses nicht direkt unter den Magneten stattfindet sondern sich zwischen ihnen befindet. Die maximale Spulenbreite sollte also nich (so wie ich das bis gestern auch noch dachte) an der Breite der Magneten ausgerichtet sein sondern am Abstand zwischen 2 Magneten. Genau unter dem Magneten ist der fluss am geringsten, klingt komisch...is aber so

Ich werde hier noch einige bilder einstellen die meiner EInzelversuche zeigen, komme ich aber wohl erst später zu.

Gruß
Max

[Bernd]

Das mit der Sättigung ist ein guter Einwand.
Genauso wie bei mir bei einem Festmahl irgendwann die Sättigung eintritt, ist Eisen auch nur in der
Lage eine gewisse Menge an magnetischen Fluss pro Flächeneinheit zu "befördern".
Bei Eisen gibt es im Gegensatz zu mir dann aber die Möglichkeit den Querschnitt der Eisenfläche
zu vergrössern. Gut, auch bei mir hat sich der Querschnitt im Laufe der Jahre erhöht.

Durch die Vergrösserung des Querschnitts sinkt zwar die Höhe des magnetischen Flusses, gleichzeitig
vergrössert sich aber auch die Fläche der Spule, welche ja auch in die Formel zur Berechnung der
Höhe der Induktion eingeht..

Bezogen auf den Scheibengenerator las ich mal die Faustformel das die eiserne Rückschlussscheibe ca.
2/3 der Magnetdicke betragen soll.

Die Idee mit dem Eisenpulver finde ich sehr gut. Fraglich sind aber noch die Punkte ob die entstehende
Masse wirklich elektrisch nichtleitend und damit wirbelstromvermindernd wäre. Es könne ja auch sein
das sich die aufeinander liegenden Eisenpulverstücke zu einem leitenden Klumpen formieren.
Ferner ist zu klären um wieviel schlechter diese Masse dann gegenüber normalen Eisen in punkto
magnetische Leitfähigkeit und Sättigung ist.

Das Uli mit einer sehr geringen Spulenbreite, die seinem Magnetabstand entspräche, ein besseres Ergebnis
erzielen würde, möchte ich nochmal stark in Frage stellen.

Grüsse

Bernd

[arcobär]

Mein Generator ist sicher nicht optimal ausgelegt, denn es handelt sich nur um ein kleines Erprobungsmuster.
Berechnungen dazu habe ich nicht gemacht. Ich denke aber, dass sich die Leistungsfähigkeit durch Optimierung noch steigern lässt.

Die Spulenbreite stimmt ja in etwa (Mittenabstand der Magnete). Bei Thurner haben die Magnete fast keinen Abstand und die Spulen sind relativ lang gewickelt.
Den Eisenrückschluss hätte ich gerne dicker gemacht, aber dann hätte die Sache nicht mehr in mein Gebergehäuse gepasst.
Kann sein, dass ich da meinen Magnetfluss begrenzt habe. Bei mir hat die Eisenscheibe nur ca. 1/3 der Magnethöhe.

Gruß Uli

[Menelaos]

Nur weil Turner es so gemacht hat wie er es gemacht hat heißt das ja noch nicht dass es so auch optimal war. Wenn man die Spulen so breit macht wie der Abstand zweier Magnete erwischt man den größten Fluss bzw. dann ist er mit fast konstanter Stärke über der gesamten Spule. Allerdings kann man die Spule auch so breit machen dass sie dem Abstand von maximal (!) Magnetmitte zu Magnetmitte entspricht ohne dass sie dabei von 2 Gegenpoligen Feldern geschnitten wird, das Optimum ist das allerdings leider nicht... aber du hast ja auch geschrieben dass es schon schwer war 2 Lagen Draht aufzubringen. Hättest du die Spulen noch schmaler gemacht wären es wohl 3 geworden...
Es muss ja auch icht immer alles optimal sein aber ich finde es macht Spass darüber zu diskutieren wie es denn optimal wäre.

Imerhin haben wir nun ein funktionsfähiges Modell von dem wir lernen können und was nun verbessert werden kann und das macht doch in der Gemeinschaft noch viel mehr Spass als alleine zu Hause im stillen kämmerlein